F6040 Termodynamika a statistická fyzika

Přírodovědecká fakulta
jaro 2008
Rozsah
2/2/0. 4 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Mgr. Jiří Krtička, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Jiří Vohánka, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Pavel Zvěřina (cvičící)
Garance
prof. RNDr. Michal Lenc, Ph.D.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. Rikard von Unge, Ph.D.
Rozvrh
St 11:00–12:50 F1 6/1014
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
F6040/01: Čt 11:00–12:50 F4,03017, P. Zvěřina
F6040/02: St 16:00–17:50 F4,03017, J. Vohánka
Předpoklady
( F4120 Teoretická mechanika && F4090 Elektrodyn. a teorie rel. )||( F4120 Teoretická mechanika && F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta )
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
1. Základní pojmy termodynamické fenomenologie. Popis systémů mnoha částic. Stav a proces. Termodynamická rovnováha. 2. První věta termodynamická. Síla, práce a teplo. Adiabatický proces. Kvazistatický a vratný proces. 3. Teplota a entropie. Druhá věta termodynamická. 4. Třetí věta termodynamická. Tepelná kapacita. Procesy v ideálním plynu. 5. Termodynamické potenciály (energie, volná energie, entalpie, Gibbsův potenciál). Maxwellovy relace. 6. Měření makroskopických parametrů (teplota, tepelná kapacita, kompresibilita) a vztahy mezi nimi. 7. Volná expanze plynu do vakua. Jouleův-Thomsonův jev. 8. Tepelné stroje. Důsledky 3. věty termodynamické. 9. Podmínky rovnováhy a stability termodynamických systémů. Závislost termodynamických veličin na množství hmoty. Zákon působících hmot. 10. Fázové přechody. Klasifikace fázových přechodů. Fázové přechody prvního druhu, fázový diagram. 11. Maxwellův-Boltzmannův plyn. 12. Fluktuace. 13. Termodynamické vlastnosti magnetik.
Osnova
  • 1. Základní pojmy termodynamické fenomenologie. Popis systémů mnoha částic. Stav a proces. Termodynamická rovnováha. 2. První věta termodynamická. Síla, práce a teplo. Adiabatický proces. Kvazistatický a vratný proces. 3. Teplota a entropie. Druhá věta termodynamická. 4. Třetí věta termodynamická. Tepelná kapacita. Procesy v ideálním plynu. 5. Termodynamické potenciály (energie, volná energie, entalpie, Gibbsův potenciál). Maxwellovy relace. 6. Měření makroskopických parametrů (teplota, tepelná kapacita, kompresibilita) a vztahy mezi nimi. 7. Volná expanze plynu do vakua. Jouleův-Thomsonův jev. 8. Tepelné stroje. Důsledky 3. věty termodynamické. 9. Podmínky rovnováhy a stability termodynamických systémů. Závislost termodynamických veličin na množství hmoty. Zákon působících hmot. 10. Fázové přechody. Klasifikace fázových přechodů. Fázové přechody prvního druhu, fázový diagram. 11. Maxwellův-Boltzmannův plyn. 12. Fluktuace. 13. Termodynamické vlastnosti magnetik.
Literatura
  • REIF, F. Fundamentals of statistical and thermal physics. Auckland: McGraw-Hill, 1965, x, [10]. ISBN 007085615X. info
  • KVASNICA, Jozef. Termodynamika. Vyd. 1. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1965, 394 s. info
  • LEONTOVIČ, Michail Aleksandrovič. Úvod do thermodynamiky. 1. vyd. Praha: Nakladatelství Československé akademie věd, 1957, 191 s. info
  • FERMI, Enrico. Termodinamika. Izd. 2-oje, stereotipnoje. Char'kov: Izdatel'stvo Char'kovskogo universiteta, 1973, 136 s. info
  • KONDEPUDI, Dilip a Ilya PRIGOGINE. Modern thermodynamics : from heat engines to dissipative structures. Chichester: John Wiley & Sons, 1998, xvii, 486. ISBN 0-471-97393-9. info
  • KVASNICA, Jozef. Statistická fyzika. 2. vyd. Praha: Academia, 1998, 314 s. ISBN 8020006761. info
  • LANDAU, Lev Davidovič a Jevgenij Michajlovič LIFŠIC. Statistical physics. Translated by J. B. Sykes - M. J. Kearsley. 3rd ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2001, xvii, 544. ISBN 0-7506-3372-7. info
Metody hodnocení
Zkouška má písemnou a ústní část. Podmínkou ke složení zkoušky je vypracování dvou sad úloh dostupných na adrese http://www.physics.muni.cz/~krticka/vyuka.html.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2000, jaro 2001, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.